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1、中国齿轮协会教育培训中心资料13第二章 弧齿锥齿轮的加工调整计算第一节 弧齿锥齿轮切齿原理、方法概述弧 齿 锥 齿 轮 的 切 齿 就 是 按 照 “假 想 齿 轮 ”的 原 理 进 行 的 ， 而 采 用 的 切 齿 方 法要 根 据 具 体 情 况 而 定 。一 、 弧 齿 锥 齿 轮 的 切 齿 原 理YS2250(Y225)和 Y2280 等 机 床 是 按 所 谓 “假 想 平 顶 齿 轮 ”原 理 考 虑 的 。 就 是在 切 齿 的 过 程 中 ， 假 想 有 一 个 平 顶 齿 轮 与 机 床 摇 台 同 心 ， 它 通 过 机 床 摇 台 的 转 动 而与 被 切 齿 轮 做
2、 无 隙 的 啮 合 。 这 个 假 想 平 顶 齿 轮 的 轮 齿 表 面 ， 是 由 安 装 在 机 床 摇 台 上的 铣 刀 盘 刀 片 切 削 刃 的 相 对 于 摇 台 运 动 的 轨 迹 表 面 所 代 替 ,如 图 2-1 中 所 示 。 在 这个 运 动 过 程 中 ， 代 表 假 想 平 顶 齿 轮 轮 齿 的 刀 片 切 削 刃 就 在 被 切 齿 轮 的 轮 坯 上 逐 渐 地切 出 齿 形 。图 2-1图 2-2第二章 弧齿锥齿轮的加工调整计算14在 调 整 切 齿 机 床 的 时 候 ， 必 须 使 被 切 齿 轮 的 节 锥 面 与 假 想 平 顶 齿 轮 的 节
3、锥 面相 切 并 做 纯 滚 动 ， 而 刀 顶 旋 转 平 面 则 需 和 被 切 齿 轮 的 根 锥 相 切 ， 如 图 2-2 所 示 。所 以 铣 刀 盘 轴 线 与 被 切 齿 轮 的 节 锥 面 倾 斜 一 个 大 小 等 于 被 切 齿 轮 齿 根 角 的 角 度 ，这 样 就 产 生 了 刀 号 修 正 问 题 ， 从 而 导 致 被 切 齿 轮 的 加 工 调 整 较 为 复 杂 ， 刀 片 的 规 格比 较 多 。 在 加 工 渐 缩 齿 圆 弧 齿 锥 齿 轮 时 ， 都 是 采 用 这 种 切 齿 原 理 的 。二 、 弧 齿 锥 齿 轮 的 切 齿 方 法弧 齿 锥
4、齿 轮 的 切 齿 方 法 分 为 成 形 法 和 展 成 法 两 大 类 。1 成 形 法用 成 形 法 加 工 的 大 齿 轮 齿 形 与 刀 具 切 削 刃 的 形 状 一 样 。渐 开 线 齿 形 的 曲 率 和 它 的 基 圆 大 小 有 关 ， 基 圆 越 大 、 齿 形 曲 率 就 越 小 ， 渐 开线 就 直 些 ； 当 基 圆 足 够 大 时 ， 渐 开 线 就 接 近 于 直 线 。 而 齿 轮 的 基 圆 大 小 是 由 模 数m、 齿 数 z 和 压 力 角 的 余 弦 大 小 来 决 定 的 。 模 数 和 压 力 角 一 定 时 ， 齿 数 愈 多 ， 基圆 直 径
5、 就 越 大 ， 相 应 的 齿 形 曲 率 越 小 ， 也 就 是 齿 形 越 接 近 于 直 线 。 对 于 螺 旋 锥 齿 轮 ，传 动 比 也 是 影 响 因 素 之 一 ， 当 传 动 比 大 一 些 时 ， 大 轮 的 齿 形 就 更 直 一 些 。小 轮 齿 数 (z1)一 定 时 ， 传 动 比 越 大 ， 大 轮 齿 数 也 就 越 多 ， 这 时 大 轮 的 当 量 圆柱 齿 轮 的 基 圆 直 径 也 越 大 ， 其 齿 形 接 近 于 直 线 形 ， 采 用 成 形 加 工 比 较 方 便 当 锥 齿 轮 传 动 比 大 于 2.5， 时 ， 大 轮 就 可 采 用 成
6、 形 加 工 。 同 时 ， 为 了 保 证 其正 确 啮 合 ， 相 配 小 轮 的 齿 形 应 加 以 相 应 的 修 正 ， 用 展 成 法 加 工 ， 这 种 切 齿 方 法 叫 半滚 切 法 或 成 形 法 。此 法 生 产 效 率 较 高 ， 适 于 大 批 量 生 产 。半 滚 切 法 用 以 下 三 种 方 法 加 工 ： 用 普 通 铣 刀 盘 加 工 ， 齿 形 为 直 线 形 ， 用 于 被 切 齿 轮 节 角 大 于 45的 粗 切 或传 动 比 大 于 2 5 的 大 轮 的 精 切 。 在 专 用 机 床 上 以 圆 拉 刀 盘 加 工 ， 简 称 拉 齿 ， 齿
7、形 是 直 线 形 的 ， 适 用 于 传 动比 大 于 2 5 的 大 轮 。 螺 旋 成 形 法 是 半 滚 切 法 的 特 殊 形 式 。 在 专 用 机 床 上 ， 用 特 殊 的 圆 拉 刀 盘 ，精 加 工 传 动 比 大 于 2.5 齿 轮 副 中 的 大 轮 ， 齿 形 是 直 线 形 的 。 切 齿 时 ， 刀 盘 安 装 轴线 垂 直 于 被 切 齿 轮 的 面 锥 母 线 ， 刀 盘 除 具 有 圆 周 方 向 的 旋 转 运 动 外 ， 还 沿 其 自 身 轴向 作 往 复 运 动 ， 每 个 刀 片 通 过 齿 槽 的 同 时 ， 刀 盘 轴 向 往 复 一 次 ，
8、而 使 刀 齿 顶 刃 始 终沿 着 被 切 齿 轮 齿 根 切 削 。 相 啮 合 的 小 轮 用 展 成 法 加 工 。螺 旋 成 形 法 切 出 的 轮 齿 纵 向 曲 面 是 一 个 有 规 则 的 、 可 展 的 和 同 向 弯 曲 的 渐 开螺 旋 面 ， 它 得 到 的 是 收 缩 齿 。 但 是 ， 可 以 获 得 理 论 上 正 确 的 啮 合 ， 是 现 在 圆 弧 齿 锥中国齿轮协会教育培训中心资料15齿 轮 和 双 曲 线 齿 轮 切 齿 方 法 中 较 完 善 的 一 种 2 展 成 法 (滚 切 法 )展 成 法 是 被 切 齿 轮 与 旋 转 着 的 铣 刀 盘
9、(摇 台 )按 照 一 定 的 比 例 关 系 进 行 滚 切 运动 ， 加 工 出 来 的 齿 形 是 渐 开 线 形 的 ， 它 是 由 刀 片 切 削 刃 顺 序 位 置 的 包 络 线 形 成 的 ，如 图 2-3 所 示 。在 切 齿 过 程 中 刀 片 的 顺 序 位 置 如 图 2-4 所 示 切 削 时 ，先 切 一 面 (如 图 的 上 侧 面 )的 齿 顶 和 另 一 面 (如 图 的 下 侧 面 )的 齿 根 ： 在 滚 切 过 程 中 ， 逐 渐 移 向 上 侧 面 的 齿 根 和 下 侧 面的 齿 顶 ， 最 后 脱 离 切 削 ， 如 同 一 对 轮 齿 的 啮 合
10、 运 动 一样 用 此 法 加 工 的 有 以 下 两 种 常 用 的 齿 线 形 状 ： 在 YS2250、 Y2280 或 格 利 森 16 号 等 机 床 上 ， 用 刀片 切 削 刃 为 直 线 的 铣 刀 盘 ， 齿 长 方 向 曲 线 是 圆 弧 的 一 部 分 。 在 奥 利 康 2 号 等 机 床 上 用 刀 片 切 削 刃 为 直 线 的 铣 刀 盘 ， 以 连 续 切 削 法 加 工 ，齿 长 方 向 曲 线 是 延 伸 外 摆 线 的 一 部 分 3 弧 齿 锥 齿 轮 的 切 齿 方 法弧 齿 锥 齿 轮 的 切 齿 方 法 很 多 粗 切 齿 多 数 是 用 双 面
11、刀 盘 同 时 切 齿 槽 的 两 侧 齿面 。 精 切 齿 常 用 三 种 方 法 ， 即 ： 单 面 切 削 法 、 双 面 切 削 法 和 双 重 双 面 法 。 这 些 方 法的 特 性 、 优 缺 点 和 适 用 范 围 列 于 表 2-1 中 。选 择 切 齿 方 法 时 ， 应 按 具 体 情 况 。 诸 如 根 据 现 有 的 切 齿 机 床 和 刀 盘 的 数 量 以及 被 加 工 齿 轮 的 精 度 要 求 等 ， 做 出 符 合 客 观 实 际 的 决 定 。 如 果 齿 轮 的 加 工 精 度 要 求较 高 ， 产 量 较 大 、 机 床 与 刀 盘 齐 全 时 ， 采
12、 用 固 定 安 装 法 比 较 合 适 。 精 度 要 求 不 太 高的 齿 轮 可 用 单 刀 号 单 面 切 削 法 。 半 滚 切 和 螺 旋 成 形 法 适 宜 于 大 批 量 生 产 。图 2-3图 2-4第二章 弧齿锥齿轮的加工调整计算16表 2-1 弧 齿 锥 齿 轮 切 齿 方 法 表切齿方法 加 工 特 性 需 要 机 床 需 要 刀 盘 优 缺 点 适 用 范 围单 刀 号单面切削法大轮和小轮轮齿两侧表面粗切一起切出，精切单独进行。小轮按大轮配切至少需要 1台万能切齿机床一把双面刀盘 接触区不太好，效率低；但可以解决机床和刀具数量不够的困难适用于产品质量要求不太高的单件和
13、小批生产双单台双面切削法大轮的粗切和精切使用单独的粗切刀盘和精切刀盘同时切出齿槽两侧表面小轮粗切使用一把双面粗切刀盘；小轮精切分别用一把外精切刀盘和内精切刀盘切出齿槽的两侧面至少需要 1台万能切齿机床大轮：粗切一把精切一把小轮：粗切一把外精切一把内精切一把接触区和齿面光洁度较好。生产效率较前者高适用于质量要求较高的小批和中批生产面切固定安装法加工特性和单台双面切削法相同但每道工序都在固定的机床上进行大轮：粗切 1台精切 1台小轮: 粗切 1台外精切 1台内精切 1台大轮：粗切一把精切一把小轮：粗切一把外精切一把内精切一把接触区和齿面光洁度均好，生产效率也比较高但是，需要的切齿机床和刀盘数量都比
14、较多适用于大批量生产削半滚切法加工特性和固定安装法相同但大轮采用成形法切出，小齿轮轮齿两侧表面分别用展成法切出和固定安装法相同和固定安装法相同优缺点和固定安装法相同但大轮精切比用展成法的效率可以成倍地提高适用于 i25的大批量流水生产法螺旋成形法加工特性和半滚切法相同但在大轮精切时，刀盘还具有轴向的往复运动，即每当一个刀片通过一个齿槽时，刀盘就沿其自身轴线前后往复一次刀盘每转一转，就切出一个齿槽和固定安装法相同和固定安装法相同接触区最理想，齿面光洁度好，生产效率高是目前比较先进的新工艺和半滚切法相同双重双面法大轮和小轮均用双面刀盘同时切出齿槽两侧表面大轮，小轮粗精切各 1 台，共用 4 台大轮
15、、小轮粗精切各一把，共需四把生产率比固定安装法高，但接触区不易控制，质量较差模数小于 25 及传动比为 1：1 的大批量生产适用中国齿轮协会教育培训中心资料17第二节 单号单面法切齿计算第二节 单号单面法切齿计算第二节 单号单面法切齿计算第二节 单号单面法切齿计算第二节 单号单面法切齿计算第二节 单号单面法切齿计算第二节 单号单面法切齿计算中国齿轮协会教育培训中心资料中国齿轮协会教育培训中心资料中国齿轮协会教育培训中心资料中国齿轮协会教育培训中心资料中国齿轮协会教育培训中心资料中国齿轮协会教育培训中心资料20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 第二章 弧齿锥齿轮的加工调整计算18中国齿轮协会教育培训中心资料19第二章 弧齿锥齿轮的加工调整计算20中国齿轮协会教育培训中心资料21第二章 弧齿锥齿轮的加工调整计算22中国齿轮协会教育培训中心资料23第二章 弧齿锥齿轮的加工调整计算24中国齿轮协会教育培训中心资料25第二章 弧齿锥齿轮的加工调整计算26中国齿轮协会教育培训中心资料27第二章 弧齿锥齿轮的加工调整计算28第三节 双面法切齿调整计算双 面 法 是 用 一 个 刀 盘 同 时 切 出 齿 槽 的 两 侧 面 ， 常 用 于 大 轮 ， 切 小 轮 时 用单 面 法 。 这 种 方 法 有 简 单 双 面 法 、 单 号 双 面 法 或
